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Ecuación de Drake

Frank Drake

La ecuación de Drake es un argumento probabilístico utilizado para estimar el número de civilizaciones extraterrestres activas y comunicativas en la Vía Láctea . [ 1] [2] [3]

La ecuación fue formulada en 1961 por Frank Drake , no con el propósito de cuantificar el número de civilizaciones, sino como una forma de estimular el diálogo científico en la primera reunión científica sobre la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI). [4] [5] La ecuación resume los conceptos principales que los científicos deben contemplar al considerar la cuestión de otra vida radiocomunicativa. [4] Es más apropiadamente pensada como una aproximación que como un intento serio de determinar un número preciso.

Las críticas relacionadas con la ecuación de Drake no se centran en la ecuación en sí, sino en el hecho de que los valores estimados para varios de sus factores son altamente conjeturales, y el efecto multiplicativo combinado es que la incertidumbre asociada con cualquier valor derivado es tan grande que la ecuación no puede usarse para sacar conclusiones firmes.

Ecuación

La ecuación de Drake es: [1]

dónde

y


Esta forma de la ecuación apareció por primera vez en el artículo de Drake de 1965. [8] [9]

Historia

En septiembre de 1959, los físicos Giuseppe Cocconi y Philip Morrison publicaron un artículo en la revista Nature con el provocativo título «Buscando comunicaciones interestelares». [10] [11] Cocconi y Morrison argumentaron que los radiotelescopios se habían vuelto lo suficientemente sensibles como para captar transmisiones que podrían ser emitidas al espacio por civilizaciones que orbitan otras estrellas. Tales mensajes, sugirieron, podrían transmitirse en una longitud de onda de 21 cm (1.420,4  MHz ). Esta es la longitud de onda de la emisión de radio del hidrógeno neutro , el elemento más común en el universo, y razonaron que otras inteligencias podrían ver esto como un hito lógico en el espectro de radio .

Dos meses después, el profesor de astronomía de la Universidad de Harvard Harlow Shapley especuló sobre el número de planetas habitados en el universo, diciendo: "El universo tiene 10 millones, millones, millones de soles (10 seguido de 18 ceros) similares al nuestro. Uno en un millón tiene planetas a su alrededor. Sólo uno en un millón tiene la combinación adecuada de sustancias químicas, temperatura, agua, días y noches para sustentar la vida planetaria tal como la conocemos. Este cálculo llega a la cifra estimada de 100 millones de mundos donde la vida ha sido forjada por la evolución". [12]

Siete meses después de que Cocconi y Morrison publicaran su artículo, Drake comenzó a buscar inteligencia extraterrestre en un experimento llamado Proyecto Ozma . Fue la primera búsqueda sistemática de señales de civilizaciones extraterrestres comunicativas. Utilizando la antena parabólica de 85 pies (26 m) del Observatorio Nacional de Radioastronomía, Green Bank en Green Bank, Virginia Occidental , Drake monitoreó dos estrellas cercanas similares al Sol: Epsilon Eridani y Tau Ceti , escaneando lentamente frecuencias cercanas a la longitud de onda de 21 cm durante seis horas por día desde abril a julio de 1960. [11] El proyecto estaba bien diseñado, era económico y simple para los estándares actuales. No detectó señales.

Poco después, Drake organizó la primera conferencia sobre búsqueda de inteligencia extraterrestre para detectar sus señales de radio. La reunión se celebró en las instalaciones de Green Bank en 1961. La ecuación que lleva el nombre de Drake surgió de sus preparativos para la reunión. [13]

Mientras planeaba la reunión, me di cuenta con unos días de antelación de que necesitábamos una agenda. Así que escribí todas las cosas que había que saber para predecir lo difícil que sería detectar vida extraterrestre. Y al observarlas, se hizo bastante evidente que si se multiplicaban todas, se obtenía un número, N, que es el número de civilizaciones detectables en nuestra galaxia. Esto tenía como objetivo la búsqueda por radio, y no la búsqueda de formas de vida primordiales o primitivas.

—Frank  Drake

Los diez asistentes fueron el organizador de la conferencia J. Peter Pearman, Frank Drake, Philip Morrison , el empresario y radioaficionado Dana Atchley, el químico Melvin Calvin , el astrónomo Su-Shu Huang , el neurocientífico John C. Lilly , el inventor Barney Oliver , el astrónomo Carl Sagan y el radioastrónomo Otto Struve . [14] Estos participantes se autodenominaron "La Orden del Delfín" (debido al trabajo de Lilly sobre la comunicación con los delfines ) y conmemoraron su primer encuentro con una placa en el vestíbulo del observatorio. [15] [16]

Utilidad

El conjunto de telescopios Allen para SETI

La ecuación de Drake da como resultado un resumen de los factores que afectan la probabilidad de que podamos detectar comunicaciones por radio de vida extraterrestre inteligente. [2] [6] [17] Los últimos tres parámetros, f i , f c y L , no se conocen y son muy difíciles de estimar, con valores que varían en muchos órdenes de magnitud (véase § Crítica). Por lo tanto, la utilidad de la ecuación de Drake no está en la solución, sino más bien en la contemplación de todos los diversos conceptos que los científicos deben incorporar al considerar la cuestión de la vida en otros lugares, [2] [4] y da a la cuestión de la vida en otros lugares una base para el análisis científico . La ecuación ha ayudado a llamar la atención sobre algunos problemas científicos particulares relacionados con la vida en el universo, por ejemplo, la abiogénesis , el desarrollo de la vida multicelular y el desarrollo de la inteligencia en sí. [18]

Dentro de los límites de la tecnología humana existente, cualquier búsqueda práctica de vida inteligente distante debe ser necesariamente una búsqueda de alguna manifestación de una tecnología distante. Después de unos 50 años, la ecuación de Drake sigue siendo de importancia seminal porque es una "hoja de ruta" de lo que necesitamos aprender para resolver esta cuestión existencial fundamental. [2] También formó la columna vertebral de la astrobiología como ciencia; aunque se entretiene la especulación para dar contexto, la astrobiología se ocupa principalmente de hipótesis que encajan firmemente en las teorías científicas existentes . Unos 50 años de SETI no han logrado encontrar nada, a pesar de que los radiotelescopios, las técnicas de recepción y las capacidades computacionales han mejorado significativamente desde principios de la década de 1960. Los esfuerzos de SETI desde 1961 han descartado de manera concluyente las emisiones extraterrestres generalizadas cerca de la longitud de onda de 21 cm de la frecuencia del hidrógeno . [19]

Estimaciones

Estimaciones originales

Hay un considerable desacuerdo sobre los valores de estos parámetros, pero las "conjeturas fundamentadas" utilizadas por Drake y sus colegas en 1961 fueron: [1] [20] [21]

Al introducir los números mínimos anteriores en la ecuación, se obtiene un N mínimo de 20 (véase: Rango de resultados). Al introducir los números máximos, se obtiene un máximo de 50.000.000. Drake afirma que, dadas las incertidumbres, la reunión original concluyó que N ≈ L y que probablemente había entre 1000 y 100.000.000 de planetas con civilizaciones en la Vía Láctea .

Estimaciones actuales

En esta sección se analizan y se intenta enumerar las mejores estimaciones actuales de los parámetros de la ecuación de Drake.

Tasa de creación de estrellas en esta galaxia,R ∗

Los cálculos de 2010 de la NASA y la Agencia Espacial Europea indican que la tasa de formación de estrellas en esta galaxia es de aproximadamente 0,68–1,45  M ☉ de material por año. [22] [23] Para obtener el número de estrellas por año, dividimos esto por la función de masa inicial (FMI) para las estrellas, donde la masa promedio de la nueva estrella es de aproximadamente 0,5  M ☉ . [24] Esto da una tasa de formación de estrellas de aproximadamente 1,5–3 estrellas por año.

Fracción de aquellas estrellas que tienen planetas,fp​

Un análisis de estudios de microlente , en 2012, ha descubierto que f p puede acercarse a 1, es decir, las estrellas están orbitadas por planetas como regla, en lugar de ser la excepción; y que hay uno o más planetas ligados por cada estrella de la Vía Láctea. [25] [26]

Número promedio de planetas que podrían albergar vida por estrella que tiene planetas,no​

En noviembre de 2013, los astrónomos informaron, basándose en datos del telescopio espacial Kepler , que podría haber hasta 40 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra orbitando en las zonas habitables de estrellas similares al Sol y estrellas enanas rojas dentro de la Vía Láctea . [27] [28] 11 mil millones de estos planetas estimados pueden estar orbitando estrellas similares al Sol. [29] Dado que hay alrededor de 100 mil millones de estrellas en la galaxia, esto implica que f p · n e es aproximadamente 0,4. El planeta más cercano en la zona habitable es Proxima Centauri b , que está tan cerca como unos 4,2 años luz de distancia.

El consenso en la reunión del Green Bank fue que n e tenía un valor mínimo entre 3 y 5. El periodista científico holandés Govert Schilling ha opinado que esto es optimista. [30] Incluso si los planetas están en la zona habitable , el número de planetas con la proporción adecuada de elementos es difícil de estimar. [31] Brad Gibson, Yeshe Fenner y Charley Lineweaver determinaron que alrededor del 10% de los sistemas estelares en la Vía Láctea son hospitalarios para la vida, al tener elementos pesados, estar lejos de las supernovas y ser estables durante un tiempo suficiente. [32]

El descubrimiento de numerosos gigantes gaseosos en órbita cercana a sus estrellas ha generado dudas sobre si los planetas que albergan vida suelen sobrevivir a la formación de sus sistemas estelares. Los llamados Júpiter calientes pueden migrar de órbitas distantes a órbitas cercanas, alterando en el proceso las órbitas de los planetas habitables.

Por otra parte, la variedad de sistemas estelares que podrían tener zonas habitables no se limita sólo a estrellas de tipo solar y planetas del tamaño de la Tierra. Ahora se estima que incluso los planetas bloqueados por mareas cerca de estrellas enanas rojas podrían tener zonas habitables , [33] aunque el comportamiento de llamaradas de estas estrellas podría hablar en contra de esto. [34] La posibilidad de vida en lunas de gigantes gaseosos (como la luna Europa de Júpiter , o las lunas Titán y Encélado de Saturno ) agrega más incertidumbre a esta cifra. [35]

Los autores de la hipótesis de las tierras raras proponen una serie de restricciones adicionales a la habitabilidad de los planetas, entre ellas la de estar en zonas galácticas con una radiación adecuadamente baja, una metalicidad estelar elevada y una densidad lo suficientemente baja como para evitar un bombardeo excesivo de asteroides. También proponen que es necesario tener un sistema planetario con grandes gigantes gaseosos que proporcionen protección contra los bombardeos sin un Júpiter caliente ; y un planeta con tectónica de placas , una luna grande que cree charcas de marea y una inclinación axial moderada para generar variación estacional. [36]

Fracción de los anteriores que realmente continúan desarrollando vida,fl​

La evidencia geológica de la Tierra sugiere que f l puede ser alta; la vida en la Tierra parece haber comenzado aproximadamente al mismo tiempo que surgieron las condiciones favorables, lo que sugiere que la abiogénesis puede ser relativamente común una vez que las condiciones sean las adecuadas. Sin embargo, esta evidencia solo analiza la Tierra (un solo planeta modelo) y contiene sesgo antrópico , ya que el planeta de estudio no fue elegido al azar, sino por los organismos vivos que ya lo habitan (nosotros mismos). Desde un punto de vista de prueba de hipótesis clásica , sin asumir que la distribución subyacente de f l es la misma para todos los planetas de la Vía Láctea, hay cero grados de libertad , lo que no permite realizar estimaciones válidas. Si se encontrara vida (o evidencia de vida pasada) en Marte , Europa , Encélado o Titán que se desarrollara independientemente de la vida en la Tierra, implicaría un valor para f l cercano a 1. Si bien esto elevaría el número de grados de libertad de cero a uno, seguiría habiendo una gran incertidumbre en cualquier estimación debido al pequeño tamaño de la muestra y la posibilidad de que no sean realmente independientes.

En contra de este argumento se sostiene que no hay pruebas de que la abiogénesis haya ocurrido más de una vez en la Tierra, es decir, que toda la vida terrestre tiene un origen común. Si la abiogénesis fuera más común, se especularía que habría ocurrido más de una vez en la Tierra. Los científicos han buscado esta posibilidad buscando bacterias que no estén relacionadas con otras formas de vida en la Tierra, pero todavía no se ha encontrado ninguna. [37] También es posible que la vida haya surgido más de una vez, pero que otras ramas hayan sido desplazadas, o hayan muerto en extinciones masivas, o se hayan perdido de otras maneras. Los bioquímicos Francis Crick y Leslie Orgel hicieron especial hincapié en esta incertidumbre: "En este momento no tenemos ningún medio de saber" si es "probable que estemos solos en la galaxia (el Universo)" o si "la galaxia puede estar repleta de vida de muchas formas diferentes". [38] Como alternativa a la abiogénesis en la Tierra, propusieron la hipótesis de la panspermia dirigida , que plantea que la vida en la Tierra comenzó con "microorganismos enviados aquí deliberadamente por una sociedad tecnológica en otro planeta, por medio de una nave espacial especial no tripulada de largo alcance".

En 2020, un artículo de académicos de la Universidad de Nottingham propuso un principio "copernicano astrobiológico", basado en el Principio de Mediocridad , y especuló que "la vida inteligente se formaría en otros planetas [similares a la Tierra] como lo ha hecho en la Tierra, por lo que dentro de unos pocos miles de millones de años la vida se formaría automáticamente como parte natural de la evolución". En el marco de los autores, f l , f i y f c se establecen en una probabilidad de 1 (certeza). Su cálculo resultante concluye que hay más de treinta civilizaciones tecnológicas actuales en la galaxia (sin tener en cuenta las barras de error). [39] [40]

Fracción de lo anterior que desarrolla vida inteligente,yo​

Este valor sigue siendo particularmente controvertido. Aquellos que están a favor de un valor bajo, como el biólogo Ernst Mayr , señalan que de los miles de millones de especies que han existido en la Tierra, solo una se ha vuelto inteligente y, a partir de esto, infieren un valor minúsculo para f i . [41] Del mismo modo, la hipótesis de las Tierras Raras, a pesar de su bajo valor para n e anterior, también piensa que un valor bajo para f i domina el análisis. [42] Aquellos que están a favor de valores más altos notan la complejidad generalmente creciente de la vida con el tiempo, concluyendo que la aparición de inteligencia es casi inevitable, [43] [44] lo que implica un f i que se acerca a 1. Los escépticos señalan que la gran dispersión de valores en este factor y otros hace que todas las estimaciones sean poco confiables. (Ver Crítica).

Además, aunque parece que la vida se desarrolló poco después de la formación de la Tierra, la explosión cámbrica , en la que surgió una gran variedad de formas de vida multicelulares, ocurrió una cantidad considerable de tiempo después de la formación de la Tierra, lo que sugiere la posibilidad de que fueran necesarias condiciones especiales. Algunos escenarios como la Tierra bola de nieve o la investigación sobre eventos de extinción han planteado la posibilidad de que la vida en la Tierra sea relativamente frágil. La investigación sobre cualquier vida pasada en Marte es relevante ya que un descubrimiento de que la vida se formó en Marte pero dejó de existir podría aumentar la estimación de f l pero indicaría que en la mitad de los casos conocidos, no se desarrolló vida inteligente.

Las estimaciones de f i se han visto afectadas por los descubrimientos de que la órbita del Sistema Solar es circular en la galaxia, a una distancia tal que permanece fuera de los brazos espirales durante decenas de millones de años (evadiendo la radiación de las novas ). Además, la gran luna de la Tierra puede ayudar a la evolución de la vida al estabilizar el eje de rotación del planeta .

Se han realizado trabajos cuantitativos para comenzar a definir . Un ejemplo es un análisis bayesiano publicado en 2020. En la conclusión, el autor advierte que este estudio se aplica a las condiciones de la Tierra. En términos bayesianos, el estudio favorece la formación de inteligencia en un planeta con condiciones idénticas a las de la Tierra, pero no lo hace con mucha confianza. [45] [46]

El científico planetario Pascal Lee, del Instituto SETI, propone que esta fracción es muy baja (0,0002). Basó su estimación en el tiempo que tardó la Tierra en desarrollar vida inteligente (1 millón de años desde que evolucionó el Homo erectus , en comparación con los 4.600 millones de años desde que se formó la Tierra). [47] [48]

Fracción de lo anterior que revela su existencia a través de la liberación de una señal al espacio,F.C.​

En cuanto a la comunicación deliberada, el único ejemplo que tenemos (la Tierra) no realiza mucha comunicación explícita, aunque hay algunos esfuerzos que cubren solo una pequeña fracción de las estrellas que podrían buscar presencia humana. (Véase el mensaje de Arecibo , por ejemplo). Hay mucha especulación sobre por qué podría existir una civilización extraterrestre pero que opte por no comunicarse. Sin embargo, no se requiere una comunicación deliberada, y los cálculos indican que la tecnología actual o de un futuro cercano a nivel de la Tierra bien podría ser detectable para civilizaciones no mucho más avanzadas que los humanos actuales. [49] Según este estándar, la Tierra es una civilización que se comunica.

Otra pregunta es qué porcentaje de civilizaciones en la galaxia están lo suficientemente cerca como para que las podamos detectar, suponiendo que envíen señales. Por ejemplo, los radiotelescopios terrestres actuales sólo podrían detectar transmisiones de radio terrestres a aproximadamente un año luz de distancia. [50]

Duración de la vida de una civilización en la que comunica sus señales al espacio,yo

Michael Shermer estimó L en 420 años, basándose en la duración de sesenta civilizaciones históricas terrestres. [51] Utilizando 28 civilizaciones más recientes que el Imperio Romano, calcula una cifra de 304 años para las civilizaciones "modernas". También se podría argumentar a partir de los resultados de Michael Shermer que la caída de la mayoría de estas civilizaciones fue seguida por civilizaciones posteriores que continuaron con las tecnologías, por lo que es dudoso que sean civilizaciones separadas en el contexto de la ecuación de Drake. En la versión expandida, que incluye el número de reaparición , esta falta de especificidad en la definición de civilizaciones individuales no importa para el resultado final, ya que tal recambio de civilización podría describirse como un aumento en el número de reaparición en lugar de un aumento en L , lo que indica que una civilización reaparece en la forma de las culturas sucesivas. Además, dado que ninguna podía comunicarse a través del espacio interestelar, el método de comparación con civilizaciones históricas podría considerarse inválido.

David Grinspoon ha argumentado que una vez que una civilización se ha desarrollado lo suficiente, podría superar todas las amenazas a su supervivencia. Entonces durará un período de tiempo indefinido, lo que hace que el valor de L sea potencialmente de miles de millones de años. Si este es el caso, entonces propone que la Vía Láctea puede haber estado acumulando civilizaciones avanzadas de manera constante desde que se formó. [52] Propone que el último factor L se reemplace con f IC · T , donde f IC es la fracción de civilizaciones comunicantes que se vuelven "inmortales" (en el sentido de que simplemente no se extinguen), y T representa el tiempo durante el cual este proceso ha estado ocurriendo. Esto tiene la ventaja de que T sería un número relativamente fácil de descubrir, ya que simplemente sería una fracción de la edad del universo.

También se ha planteado la hipótesis de que una vez que una civilización ha aprendido de otra más avanzada, su longevidad podría aumentar porque puede aprender de las experiencias de la otra. [53]

El astrónomo Carl Sagan especuló que todos los términos, excepto el tiempo de vida de una civilización, son relativamente altos y que el factor determinante de si hay un número grande o pequeño de civilizaciones en el universo es el tiempo de vida de la civilización, o en otras palabras, la capacidad de las civilizaciones tecnológicas para evitar la autodestrucción. En el caso de Sagan, la ecuación de Drake fue un fuerte factor motivador para su interés en las cuestiones ambientales y sus esfuerzos por advertir contra los peligros de la guerra nuclear . El paleobiólogo Olev Vinn sugiere que la vida de la mayoría de las civilizaciones tecnológicas es breve debido a los patrones de comportamiento heredados presentes en todos los organismos inteligentes. Estos comportamientos, incompatibles con las condiciones civilizadas, conducen inevitablemente a la autodestrucción poco después del surgimiento de tecnologías avanzadas. [54]

Una civilización inteligente podría no ser orgánica, ya que algunos han sugerido que la inteligencia general artificial podría reemplazar a la humanidad. [55]

Rango de resultados

Como han señalado muchos escépticos, la ecuación de Drake puede dar un rango muy amplio de valores, dependiendo de los supuestos, [56] ya que los valores utilizados en partes de la ecuación de Drake no están bien establecidos. [30] [57] [58] [59] En particular, el resultado puede ser N ≪ 1 , lo que significa que probablemente estemos solos en la galaxia, o N ≫ 1 , lo que implica que hay muchas civilizaciones con las que podríamos entrar en contacto. Uno de los pocos puntos de amplio acuerdo es que la presencia de humanidad implica una probabilidad de que surja inteligencia mayor que cero. [60]

Como ejemplo de una estimación baja, combinando las tasas de formación de estrellas de la NASA, el valor de la hipótesis de la Tierra rara de f p · n e · f l = 10 −5 , [61] la visión de Mayr sobre el surgimiento de la inteligencia, la visión de Drake sobre la comunicación y la estimación de Shermer sobre la duración de la vida:

R ∗ = 1,5–3 años −1 , [22] f p · n e · f l = 10 −5 , [36] f i = 10 −9 , [41] f c = 0,2 [Drake, arriba] y L = 304 años [51]

da:

N = 1,5 × 10 −5 × 10 −9 × 0,2 × 304 = 9,1 × 10 −13

es decir, sugiriendo que probablemente estemos solos en esta galaxia y posiblemente en el universo observable .

Por otra parte, con valores mayores para cada uno de los parámetros anteriores, se pueden derivar valores de N mayores que 1. Se han propuesto los siguientes valores mayores para cada uno de los parámetros:

R ∗ = 1,5–3 años −1 , [22] f p = 1 , [25] n e = 0,2 , [62] [63] f l = 0,13 , [64] f i = 1 , [43] f c = 0,2 [Drake, arriba] y L = 10 9 años [52]

El uso de estos parámetros da como resultado:

N = 3 × 1 × 0,2 × 0,13 × 1 × 0,2 × 10 9 = 15 600 000

Las simulaciones de Monte Carlo de las estimaciones de los factores de la ecuación de Drake basadas en un modelo estelar y planetario de la Vía Láctea han dado como resultado que el número de civilizaciones varía en un factor de 100. [65]

Posibles civilizaciones tecnológicas anteriores

En 2016, Adam Frank y Woodruff Sullivan modificaron la ecuación de Drake para determinar cuán improbable debe ser el evento de que una especie tecnológica surja en un planeta habitable dado, para dar el resultado de que la Tierra alberga la única especie tecnológica que ha surgido , para dos casos: (a) esta galaxia, y (b) el universo como un todo. Al hacer esta pregunta diferente, uno elimina las incertidumbres de la vida útil y la comunicación simultánea. Dado que hoy en día se puede estimar razonablemente la cantidad de planetas habitables por estrella, la única incógnita restante en la ecuación de Drake es la probabilidad de que un planeta habitable desarrolle alguna vez una especie tecnológica a lo largo de su vida. Para que la Tierra tenga la única especie tecnológica que haya surgido alguna vez en el universo, calculan que la probabilidad de que cualquier planeta habitable desarrolle alguna vez una especie tecnológica debe ser menor que2,5 × 10 −24 . De manera similar, para que la Tierra haya sido el único caso de albergar una especie tecnológica a lo largo de la historia de esta galaxia, las probabilidades de que un planeta de la zona habitable alguna vez albergue una especie tecnológica deben ser menores que1,7 × 10 −11 (aproximadamente 1 en 60 mil millones). La cifra para el universo implica que es extremadamente improbable que la Tierra albergue la única especie tecnológica que ha existido jamás. Por otra parte, para esta galaxia hay que pensar que menos de 1 en 60 mil millones de planetas habitables desarrollan una especie tecnológica para que no haya habido al menos un segundo caso de una especie de este tipo a lo largo de la historia pasada de esta galaxia. [66] [67] [68] [69]

Modificaciones

Como han señalado muchos observadores, la ecuación de Drake es un modelo muy simple que omite parámetros potencialmente relevantes [70] , y se han propuesto muchos cambios y modificaciones a la ecuación. Una línea de modificación, por ejemplo, intenta dar cuenta de la incertidumbre inherente a muchos de los términos [71] . La combinación de las estimaciones de los seis factores originales realizadas por los principales investigadores mediante un procedimiento de Monte Carlo conduce a un mejor valor para los factores no relacionados con la longevidad de 0,85 1/años [72] . Este resultado difiere insignificantemente de la estimación de la unidad dada tanto por Drake como por el informe de Cyclops.

Otros señalan que la ecuación de Drake ignora muchos conceptos que podrían ser relevantes para las probabilidades de contacto con otras civilizaciones. Por ejemplo, David Brin afirma: "La ecuación de Drake simplemente habla del número de sitios en los que surgen espontáneamente ETI. La ecuación no dice nada directamente sobre la sección transversal de contacto entre un ETIS y la sociedad humana contemporánea". [73] Debido a que es la sección transversal de contacto lo que interesa a la comunidad SETI, se han propuesto muchos factores adicionales y modificaciones de la ecuación de Drake.

Colonización
Se ha propuesto generalizar la ecuación de Drake para incluir efectos adicionales de civilizaciones extraterrestres que colonizan otros sistemas estelares . Cada sitio original se expande con una velocidad de expansión v y establece sitios adicionales que sobreviven durante toda la vida L. El resultado es un conjunto más complejo de 3 ecuaciones. [73]
Factor de reaparición
Además, la ecuación de Drake puede multiplicarse por el número de veces que una civilización inteligente puede aparecer en planetas en los que ya ha aparecido una vez. Incluso si una civilización inteligente llega al final de su vida después de, por ejemplo, 10.000 años, la vida puede seguir prevaleciendo en el planeta durante miles de millones de años, lo que permite que evolucione la siguiente civilización . Por lo tanto, varias civilizaciones pueden aparecer y desaparecer durante la vida de un mismo planeta. Por lo tanto, si n r es el número medio de veces que una nueva civilización reaparece en el mismo planeta en el que una civilización anterior apareció y terminó, entonces el número total de civilizaciones en dicho planeta sería 1 + n r , que es el factor de reaparición real añadido a la ecuación.
El factor depende de cuál sea generalmente la causa de la extinción de la civilización . Si generalmente se debe a una inhabitabilidad temporal, por ejemplo un invierno nuclear , entonces n r puede ser relativamente alto. Por otro lado, si generalmente se debe a una inhabitabilidad permanente, como la evolución estelar , entonces n r puede ser casi cero. En el caso de la extinción total de la vida, un factor similar puede ser aplicable para f l , es decir, cuántas veces puede aparecer vida en un planeta en el que ha aparecido una vez.
Factor METI
Alexander Zaitsev dijo que estar en una fase comunicativa y emitir mensajes dedicados no es lo mismo. Por ejemplo, los humanos, aunque estamos en una fase comunicativa, no somos una civilización comunicativa; no practicamos actividades tales como la transmisión intencionada y regular de mensajes interestelares. Por esta razón, sugirió introducir el factor METI (envío de mensajes a inteligencia extraterrestre) en la ecuación clásica de Drake. [74] Definió el factor como "la fracción de civilizaciones comunicativas con conciencia planetaria clara y no paranoica", o, expresado de manera alternativa, la fracción de civilizaciones comunicativas que realmente se dedican a la transmisión interestelar deliberada.
El factor METI es algo engañoso, ya que no se requiere que una civilización transmita mensajes de forma activa y deliberada para recibir una emisión enviada por otra que busca el primer contacto. Solo se requiere que tengan sistemas receptores capaces y compatibles en funcionamiento; sin embargo, esta es una variable que los humanos no pueden estimar con precisión.
Gases biogénicos
La astrónoma Sara Seager propuso una ecuación revisada que se centra en la búsqueda de planetas con gases biofirmados. [75] Estos gases son producidos por organismos vivos que pueden acumularse en la atmósfera de un planeta hasta niveles que pueden detectarse con telescopios espaciales remotos. [76]
La ecuación de Seager se ve así: [76] [a]
dónde:
N = el número de planetas con signos detectables de vida
N ∗ = el número de estrellas observadas
F Q = la fracción de estrellas que están tranquilas
F HZ = la fracción de estrellas con planetas rocosos en la zona habitable
F O = la fracción de esos planetas que se pueden observar
F L = la fracción que tiene vida
F S = la fracción en la que la vida produce un gas característico detectable
Seager subraya: "No estamos descartando la ecuación de Drake, que en realidad es un tema diferente", y explica: "Desde que Drake ideó la ecuación, hemos descubierto miles de exoplanetas. Como comunidad, hemos visto revolucionados nuestros puntos de vista sobre lo que podría haber ahí fuera. Y ahora tenemos una verdadera pregunta en nuestras manos, una que no está relacionada con la vida inteligente: ¿podemos detectar algún signo de vida de alguna manera en un futuro muy cercano?" [77]
La versión de Carl Sagan de la ecuación de Drake
El astrónomo estadounidense Carl Sagan realizó algunas modificaciones [78] en la ecuación de Drake y la presentó en el programa Cosmos: A Personal Voyage de 1980. [ 79 ] La ecuación modificada se muestra a continuación.

[80] donde

y

Crítica

Las críticas a la ecuación de Drake son variadas. En primer lugar, muchos de los términos de la ecuación se basan en gran parte o totalmente en conjeturas. [81] [82] Las tasas de formación de estrellas son bien conocidas, y la incidencia de los planetas tiene una sólida base teórica y observacional, pero los demás términos de la ecuación se vuelven muy especulativos. Las incertidumbres giran en torno a la comprensión actual de la evolución de la vida, la inteligencia y la civilización, no a la física. No es posible realizar estimaciones estadísticas para algunos de los parámetros, de los que solo se conoce un ejemplo. El resultado neto es que la ecuación no se puede utilizar para extraer conclusiones firmes de ningún tipo, y el margen de error resultante es enorme, mucho más allá de lo que algunos consideran aceptable o significativo. [83] [84]

Otros señalan que la ecuación se formuló antes de que nuestra comprensión del universo hubiera madurado. El astrofísico Ethan Siegel dijo:

Cuando se formuló la ecuación de Drake, se partía de una premisa sobre el universo que ahora sabemos que no es cierta: se suponía que el universo era eterno y estático en el tiempo. Como aprendimos sólo unos años después de que Frank Drake propusiera por primera vez su ecuación, el universo no existe en un estado estable, donde no cambia en el tiempo, sino que ha evolucionado a partir de un estado caliente, denso, energético y en rápida expansión: un Big Bang caliente que se produjo durante un período finito en nuestro pasado cósmico. [85]

Una respuesta a estas críticas [86] es que, si bien la ecuación de Drake actualmente implica especulaciones sobre parámetros no medidos, fue concebida como una forma de estimular el diálogo sobre estos temas. Luego, el enfoque pasa a ser cómo proceder experimentalmente. De hecho, Drake originalmente formuló la ecuación simplemente como una agenda para discusión en la conferencia de Green Bank. [87]

Paradoja de Fermi

Una civilización que perdure durante decenas de millones de años podría extenderse por toda la galaxia, incluso a las lentas velocidades previsibles con la tecnología actual. Sin embargo, no se han encontrado signos confirmados de civilizaciones o vida inteligente en ningún otro lugar, ni en esta galaxia ni en el universo observable de 2  billones de galaxias. [88] [89] Según esta línea de pensamiento, la tendencia a llenar (o al menos explorar) todo el territorio disponible parece ser un rasgo universal de los seres vivos, por lo que la Tierra ya debería haber sido colonizada, o al menos visitada, pero no existe evidencia de esto. De ahí la pregunta de Fermi "¿Dónde está todo el mundo?". [90] [91]

Se han propuesto numerosas explicaciones para explicar esta falta de contacto; un libro publicado en 2015 elaboró ​​75 explicaciones diferentes. [92] En términos de la ecuación de Drake, las explicaciones se pueden dividir en tres clases:

Estas líneas de razonamiento conducen a la hipótesis del Gran Filtro [93] , que afirma que, puesto que no se observan civilizaciones extraterrestres a pesar de la gran cantidad de estrellas, al menos un paso en el proceso debe estar actuando como un filtro para reducir el valor final. Según esta visión, o es muy difícil que surja vida inteligente, o la vida de las civilizaciones tecnológicamente avanzadas, o el período de tiempo en que revelan su existencia debe ser relativamente corto.

Un análisis de Anders Sandberg , Eric Drexler y Toby Ord sugiere "una probabilidad ex ante sustancial de que no haya otra vida inteligente en nuestro universo observable". [94]

En la ficción y la cultura popular

Placa conmemorativa del Europa Clipper

La ecuación fue citada por Gene Roddenberry como apoyo a la multiplicidad de planetas habitados que se muestran en Star Trek , la serie de televisión que él creó. Sin embargo, Roddenberry no tenía la ecuación consigo, y se vio obligado a "inventarla" para su propuesta original. [95] La ecuación inventada creada por Roddenberry es:

Respecto de la versión ficticia de la ecuación de Roddenberry, el propio Drake comentó que un número elevado a la primera potencia es simplemente el número en sí. [96]

Una placa conmemorativa de la misión Europa Clipper de la NASA , cuyo lanzamiento está previsto para octubre de 2024, presenta un poema de la poeta laureada estadounidense Ada Limón , formas de onda de la palabra "agua" en 103 idiomas, un esquema del pozo de agua , la ecuación de Drake y un retrato del científico planetario Ron Greeley . [97]

La canción Abiogenesis del álbum World of Sleepers de Carbon Based Lifeforms presenta la ecuación de Drake en una voz en off.

Véase también

Notas

  1. ^ La representación de la ecuación aquí se modifica ligeramente para mayor claridad de la presentación con respecto a la representación en la fuente citada. [76]

Referencias

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Lectura adicional

Enlaces externos

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